JP2732734B2 - 管内面の中摺装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は管内面の中摺装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】遠心鋳造法により製造された鋳鉄管にあ
っては、管内面の耐蝕などを目的として、その内面に粉
体塗装などの内面塗装が施される場合が多い。そして、
粉体塗装などの内面塗装を行う際には、その前処理とし
て、鋳造により管内面に生じた酸化スケールの除去や、
管内面の平滑化を目的として、中摺を行うのが一般的で
ある。

【０００３】従来、管内面の中摺装置としては、水平方
向に回転支持される管の軸心方向に隣接して管軸心方向
の走行レールを設け、この走行レール上を走行可能な台
車を設け、この台車上に水平方向の棹体の基端部を支持
し、この棹体の先端部に回転砥石を設けたものが提案さ
れている。このような中摺装置では、台車が管に接近す
る方向に走行することで棹体が管の内部に挿入され、そ
の先端に設けた回転砥石が、台車の走行により管軸心方
向に移動しながら管内面を研削することで、中摺作業が
実施される。回転砥石に研削圧力を発生させるために、
棹体に押圧力を付与するためのバネ装置やシリンダ装置
などが設けられる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】中摺処理すべき管の種
類が異なってその口径が変化する場合には、それに対応
して棹体を昇降させ、これを上下方向に位置決めする必
要がある。この位置決めを容易に行うためには、棹体の
先端側を摺動自在に支持するトップガイドを台車と管と
の間の定位置に設け、このトップガイドと台車とで棹体
の先端側と基端部とをそれぞれ昇降可能に支持するのが
好ましい。そして、その場合には、トップガイドに上記
シリンダ装置などの研削圧力発生手段を設けると好都合
である。

【０００５】しかし、基端部が台車上に支持された棹体
は、台車の走行にともなって長さ方向に移動するため、
上記シリンダ装置などの研削圧力発生手段によって棹体
に押圧力を付与するための相対的な作用位置も、台車の
走行にともない変化する。したがって、上記定位置に設
けられた研削圧力発生手段により常に一定の押圧力を付
与していたのでは、レバー比の関係上、上記相対的な作
用位置が台車上の基端部の支持位置から遠い場合に比
べ、これが近い場合の研削圧力が小さくなってしまい、
均一な研削圧力が得られないという問題点がある。

【０００６】そこで本発明はこのような問題点を解決
し、研削圧力発生手段から棹体へ付与される押圧力の相
対的な作用位置に関係なく、常に均一な研削圧力が得ら
れるようにすることを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明は、管の軸心の方向に移動可能な台車上において
棹体の基端部を昇降可能に支持する手段と、前記台車と
管との間の位置で、前記棹体の先端側を前記基端部とは
独立して昇降可能かつ摺動自在に支持するトップガイド
と、このトップガイドに設けられて前記棹体を押圧する
ことで、回転砥石に研削圧力を発生させる手段と、前記
棹体の長さ方向におけるこの棹体への前記研削圧力発生
手段の作用位置に応じて、前記研削圧力発生手段による
棹体への押圧力を制御する手段と、前記トップガイドの
位置において前記棹体の管軸心と直角な水平方向の位置
を調節可能な手段とを有する構成としたものである。

【０００８】

【作用】このような構成によれば、回転砥石に近く、か
つ台車上における基端部からは遠い位置で、研削圧力発
生手段が棹体に押圧力を付与するときには、小さな押圧
力だけで所定の研削圧力が得られる。一方、回転砥石か
ら遠く、かつ台車上における基端部には近い位置で研削
圧力発生手段が棹体に押圧力を付与するときには、押圧
力を大きくすることによって所定の研削圧力が得られ
る。

【０００９】したがって、棹体への研削圧力発生手段の
作用位置の変化に応じて、この研削圧力発生手段による
棹体への押圧力を制御することで、常に均一な研削圧力
が得られる。また上記構成によれば、台車上において棹
体の基端部が昇降されるとともに、トップガイドによっ
て台車と管との間で棹体の先端側が昇降されることで、
台車などを昇降することなしに、棹体だけが昇降され
る。また棹体の基端部と先端側とがそれぞれ独立して昇
降され、特に棹体の先端側が独自に昇降されるため、回
転砥石が正確に高さ方向に位置決めされる。しかも、ト
ップガイドの位置において棹体の管軸心と直角な水平方
向の位置を調節可能な手段を有するため、回転砥石の位
置が管底部などの管の横断面内における所定の研削位置
に調節されることになる。すなわち、このような位置の
調節を行わずに研削位置に管軸心と直角な水平方向のず
れが生じた場合には、管の横断面形状が円形であるため
に、研削圧力発生手段から棹体に付与される押圧力の方
向と実際に回転砥石が管の内面わ押圧すべき方向とが相
違して、所要の研削圧力を付与することができなくなる
のに反して、回転砥石が管の内面を押圧すべき方向が研
削圧力発生手段から棹体に付与される押圧力の方向に対
応することになり、このため回転砥石に確実に所要の研
削圧力が付与されることになる。

【００１０】

【実施例】図９および図10は、管内面の中摺作業の概略
を示すものである。ここで１は管であり、ダクタイル鋳
鉄を用いた遠心鋳造製品などにより形成されている。こ
の管１は、支持ローラ２によって、軸心回りに回転可能
なように水平方向に支持されている。３は押圧ローラ
で、上方より管１を押圧することで、その飛び跳ねを防
止する。管１の内部には水平方向の回転式の棹体４が挿
入され、この棹体４の先端に取り付けられた回転砥石５
が管１の内面底部に押圧される。したがって、管１を回
転させながら棹体４を管軸心方向に移動させることで、
管１の内面が全周かつ全長にわたって中摺される。

【００１１】図３は、本発明にもとづく中摺装置の全体
構造を示す正面図である。ここで６は管支持装置であ
り、この管支持装置６は、図８に示すように、中摺装置
を構成するフレーム７の内部におけるピット８内に設け
られており、前述の支持ローラ２と押圧ローラ３とを備
えて、一度に４本の管１を水平方向に支持可能である。
これら支持ローラ２と押圧ローラ３とは、それぞれ２本
の管１に対応したものどうしが１台の支持台９、10に設
置されており、押圧ローラ３を設置した支持台10がシリ
ンダ装置11にて昇降されることで、前述のように押圧ロ
ーラ３が上方から管１を押圧可能である。管１は水平方
向の搬送経路Ａに沿って一度に４本が中摺装置に搬入さ
れ、中摺後に搬出される。

【００１２】図３に示すように、中摺を行うべき管１に
は長尺のものと短尺のものとがある。また管支持装置６
に支持された管１の端部に対応する位置には、管位置決
め装置12が設けられている。この管位置決め装置12は、
各長さの管１に対応して設けられた斜め方向のローラ13
を有し、管１の端部がこのローラ13に接触することで、
その軸心方向への位置決めが行われる。管１は支持ロー
ラ２によって軸心まわりに回転されるが、この回転にと
もなってローラ13も回転するため、管端部との間ですべ
りは発生しない。

【００１３】図示のように水平方向に支持された管１に
対し軸心方向に隣接する場所には、管軸心方向のレール
14が敷設され、このレール14上を走行可能な台車15が設
けられている。図４および図５に示すように、台車15は
本体フレーム16を有し、この本体フレーム16には、モー
タ17によって駆動される車輪18と、この車輪18の回転を
検知することで台車15の位置を検出するためのロータリ
エンコーダ19とが設けられている。また本体フレーム16
には、モータ20にて駆動されるジャッキ装置21が設けら
れており、このジャッキ装置21によって、昇降フレーム
22が本体フレーム16上で昇降可能である。ジャッキ装置
21にはロータリエンコーダ23が連結されて、高さ方向に
おける昇降フレーム22の位置を検出可能である。

【００１４】昇降フレーム22上には、トラニオン部24を
介して、軸受装置25が、管軸心と直角な軸心のまわりに
揺動自在に支持されている。この軸受装置25には棹体４
の基端部26が回転自在に支持され、この基端部26には、
カップリング27を介して棹体５の本体部28が接続されて
いる。また基端部26は、軸受装置25上に設置されたモー
タ29からベルト30による伝動を受け、これにより棹体４
が高速回転するように構成されている。図示のように、
台車15は２本の棹体４を支持しており、前述のように４
本の管１を支持する支持装置６に対応して、２台の台車
15が配置されることになる。

【００１５】図３に示すように、支持装置６上の管１と
台車15との間における管１の近傍には、棹体４の先端側
を支持するためのトップガイド31が設けられている。図
６および図７は、このトップガイド31の詳細構造を示
す。図示のように、管支持装置６の近傍において、台車
15のためのレール14どうしの間には第２のレール32が設
けられており、トップガイド31はこの第２のレール32に
沿って管軸方向に移動可能である。両レール32間には、
トップガイド31に連結されたシリンダ装置33が設けら
れ、このシリンダ装置33によりトップガイド31は、支持
装置６上の管１に接近した位置と、この管１からある程
度離れた位置との間を移動される。

【００１６】管支持装置６の近傍には、位置決め装置34
が設けられている。この位置決め装置34は、シリンダ35
にて出退されるピン36を有しており、このピン36がトッ
プガイド31のピン孔37に入り込むことで、このトップガ
イド31を、管１の近傍の所定の位置に位置決めさせる。

【００１７】トップガイド31はフレーム38を有し、この
フレーム38の内部には、ガイドレール39ａに沿って昇降
自在な昇降フレーム39が設けられている。40は昇降フレ
ーム39を昇降させるためのジャッキ装置で、駆動モータ
41に連結されている。ジャッキ装置40にはロータリエン
コーダ42が接続されて、高さ方向における昇降フレーム
39の位置を検出可能である。

【００１８】昇降フレーム39は台車15と同様に２台が設
けられ、各昇降フレーム39内には、台車15に対応して２
本の棹体４が支持されている。すなわち昇降フレーム39
の内部には一対の上下方向の空間部43が形成され、各空
間部43には、支持ブロック44が昇降自在に収容されてい
る。支持ブロック44よりも下方には持ち上げシリンダ45
が設けられており、この持ち上げシリンダ45の先端支持
部材46によって支持ブロック44を支えている。すなわち
先端支持部材46は支持ブロック44の下面に接してこの支
持ブロック44を支えているだけであり、持ち上げシリン
ダ45が伸長することで支持ブロック44を持ち上げ可能で
あるとともに、持ち上げシリンダ45の短縮動作により支
持ブロック44と縁切りして、この支持ブロック44の自由
な降下を許容する。

【００１９】支持ブロック44の内部には軸受ブロック47
が設けられており、この軸受ブロック47は、支持ブロッ
ク44の内部において、管軸心と直角な水平方向にスライ
ド可能である。支持ブロック44の両側部には、昇降フレ
ーム39に形成された上下方向のスリット48を通って押し
ねじ49がそれぞれ貫通状態でねじ込まれており、これら
両押しねじ49の先端でそれぞれ軸受ブロック47の側面を
押圧することで、この軸受ブロック47を上記水平方向に
位置決めして固定可能となっている。軸受ブロック47の
内部にはローラベアリング50が装着されており、このロ
ーラベアリング50によって、棹体４の先端側を回転自在
かつ軸心方向に摺動自在に支持している。

【００２０】フレーム38の上部には、各軸受ブロック47
に対応して下向きに伸縮するシリンダ装置51が設けられ
ている。このシリンダ装置51の伸縮端には押圧部材52が
取り付けられており、この押圧部材52は、シリンダ装置
51の伸長動作にもとづき、昇降フレーム39の上端に設け
られた開口部53を通って支持ブロック44の上面を下方へ
押圧可能である。

【００２１】図１は、シリンダ装置51に供給する作動流
体の圧力を調節して、回転砥石５による研削圧力を制御
するための装置を示す。ここで61はレシーバタンクで、
開閉弁62を介してエア供給源63に接続されている。また
レシーバタンク61は、３位置の切換弁64を介してシリン
ダ装置51に接続されている。切換弁64を切り換えること
で、シリンダ装置51は、伸長動作によりベアリング50を
介して棹体４に押圧力を付与可能な状態と、短縮動作に
より押圧部材52がベアリング50から遠ざかる状態と、タ
ンク61からのエアの供給が遮断された状態とに切り換え
られる。さらにレシーバタンク61には、開閉弁65を介し
て排気路66が接続されている。

【００２２】67は制御装置で、レシーバタンク61内の圧
力を検出する圧力変換器68からの信号と、台車15のロー
タリエンコーダ19からの信号と、外部信号とが入力され
る。また、この制御装置67によって、各弁62、64、65を
制御可能である。

【００２３】図３に示すように、管支持装置６における
支持台９どうしの間には、棹体支持装置54が設けられて
いる。この棹体支持装置54は、管１が存在しないときに
台車15の走行により棹体４が送り出された場合に、この
棹体４を支持して、この棹体４が過剰に撓んで管搬送装
置などに接触するのを防止する。

【００２４】管１の中摺は、この管１の両端の開口から
それぞれ棹体４を挿入することで、同時に一対の回転砥
石５を用いて行われる。このため、図３に示した棹体４
や台車15やトップガイド31が、管１を中心とした対称位
置にも設けられている。

【００２５】次に中摺作業を詳細に説明する。まず搬送
経路Ａに沿って管１を支持装置６上に搬入し、支持ロー
ラ２で支持するとともに押圧ローラ３で押圧し、かつ位
置決め装置12で軸心方向に位置決めして、この管１を軸
心まわりに回転させる。

【００２６】台車15においては、ジャッキ装置21にて昇
降フレーム22を昇降させ、その高さをロータリエンコー
ダ23で確認しながら、管１の種類に応じて棹体４の基端
部26の高さを調節する。

【００２７】トップガイド31は、位置決め装置34のピン
36がピン孔37に挿入されることで、管１に接近した中摺
位置に保持される。棹体４は、台車15におけるトラニオ
ン部24を中心として、その先端側が上下に揺動可能であ
る。そこで、この状態でジャッキ装置40により昇降フレ
ーム39を昇降させ、その高さをロータリエンコーダ42で
確認しながら、棹体４の先端側の高さをも管１の種類に
応じて調節する。

【００２８】このように、台車15上において棹体４の基
端部26が昇降されるとともに、台車15と管１との間のト
ップガイド31により棹体４の先端側が昇降されること
で、台車15などを昇降することなしに、棹体４すなわち
回転砥石５の高さを管の種類に応じて調節可能である。
また棹体４の基端部26と先端側とがそれぞれ昇降され、
特に棹体４の先端側が独自に昇降されるため、回転砥石
５を高さ方向に正確に位置決めできる。このように棹体
４の先端側の高さを調節したうえで、持ち上げシリンダ
45を動作させ、支持ブロック44を上方へ持ち上げて回転
砥石５を所定位置よりも上方に位置させる。また押ねじ
49を操作して軸受ブロック47の水平方向の位置を調節す
ることで、棹体４の軸心の方向を管１の軸心の方向に正
確に一致させておく。

【００２９】この状態で台車15を走行させると、棹体４
の先端側がトップガイド31のローラベアリング50内を摺
動することで回転砥石５は棹体４とともに管１に接近さ
れる。そこで、ロータリエンコーダ19で台車15の位置を
検出することで回転砥石５の位置を測定しながら、管１
の開口端から棹体４とともに回転砥石５を管内に挿入す
る。このとき、棹体４の先端側が支持ブロック44ととも
に持ち上げシリンダ45によって上方に持ち上げられてい
るため、回転砥石５は管１の底部の管壁に衝突すること
なく、確実に管内へ挿入される。

【００３０】回転砥石５が管１の内部に挿入されたな
ら、モータ29にて棹体４とともに回転砥石５を回転駆動
しながら、持ち上げシリンダ45を短縮動作させて支持ブ
ロック44を降下させる。すると、これにより回転砥石５
も降下して管１の底部の内面に接触し、この管内面の中
摺を開始する。回転砥石５が管１の内面に接触した後も
持ち上げシリンダ45が短縮動作することで、先端支持部
材46が支持ブロック44から離れる。このため、回転砥石
５には、この回転砥石５や棹体４などの自重にもとづく
力と、シリンダ装置51を動作させて押圧部材52を支持ブ
ロック44の上面に押し当てることによる押圧力との合計
力に対応した研削圧力が付与される。このとき、前述の
ように棹体４を支持したローラベアリング50を収容した
軸受ブロック47の位置を押しねじ49によって管軸心と直
角な水平方向に調節して固定しているため、横断面形状
が円形である管１の内面を回転砥石５が押圧すべき方向
を、シリンダ装置51から付与される押圧力の方向に対応
させることができる。このため、回転砥石５に確実に所
要の研削圧力を付与することができる。

【００３１】次に、シリンダ装置51により発生される押
圧力を、図１を参照して説明する。台車15のトラニオン
部24から回転砥石５までの距離をＬ、トラニオン部24か
らベアリング50までの距離をL1とすると、距離Ｌに変化
はないが、距離L1は台車15の走行にともなって変化す
る。この距離L1は、ロータリエンコーダ19によって検知
される。

【００３２】回転砥石５における研削圧力Ｆは、シリン
ダ装置51の押圧力にもとづく力ｆと、この回転砥石５や
棹体４の自重による力ｗとの和、すなわちＦ＝ｆ＋ｗ
となる。いま、シリンダ装置51からベアリング50への押
圧力をＷとして、距離Ｌ、L1にもとづきｆとＷとの関係
を求めると、 ｆ×Ｌ＝Ｗ×L1 ∴Ｗ＝ｆ×Ｌ／L1 （１） となる。

【００３３】管１の長さ方向にわたり均一に研削を行う
ためには研削圧力Ｆを一定とすればよく、そのために
は、自重による力ｗは一定であるから、力ｆを一定にす
ればよい。したがって、（１）式における変数L1に反比
例して、シリンダ装置51による押圧力Ｗを変化させれば
よいことになる。具体的には、図１において実線で示す
ように、回転砥石５が管１の開口端の近傍に位置してシ
リンダ装置51に近く、しかも台車15がシリンダ装置51か
ら遠いときには、このシリンダ装置51にて小さな押圧力
を発生させるだけで、所定の研削圧力が得られることに
なる。これに対し図１において仮想線で示すように、回
転砥石５が管の奥側に挿入されてシリンダ装置51から遠
く、反対に台車15がシリンダ装置51に近いときには、所
定の研削圧力を得るためにシリンダ装置51にて大きな押
圧力を発生させる必要がある。

【００３４】このため、距離L1に関するロータリエンコ
ーダ19からのデータと、シリンダ装置51への供給圧力に
関する圧力変換器68からのデータとを制御装置67に入力
し、それにもとづき各弁62、64、65をすることで、その
ときの距離L1に対応した所定圧力のエアが、シリンダ装
置51に供給されることになる。

【００３５】図２は、距離L1に対応してシリンダ装置51
に供給すべき圧力の例を示す。圧力を図示の直線のよう
に変化させるのが理想的てあるが、図示のような階段状
に変化させても実用上満足できる制御が可能で、しかも
この方が制御が簡単であるという利点がある。

【００３６】中摺作業が終了したなら、再び持ち上げシ
リンダ45を動作させて回転砥石５を管１の内面から浮か
し、台車15を元の位置に戻して回転砥石５を管外へ取り
出す。かつ、中摺処理の終わった管１を装置外へ搬出す
る。

【００３７】

【発明の効果】以上述べたように本発明によると、棹体
の基端部を支持した台車と管との間の定位置に設置され
たトップガイドに研削圧力発生手段を設けて、棹体の長
さ方向におけるこの棹体への研削圧力発生手段の作用位
置に応じて、この研削圧力発生手段による棹体への押圧
力を制御するようにしたため、管の長さ方向にわたって
常に均一な研削圧力を得ることができるのみならず、ト
ップガイドによって棹体の先端側を基端部とは独立して
昇降可能に支持する構成としたため、台車上において棹
体の基端部が昇降され、かつ台車と管との間で棹体の先
端側が昇降されることで、台車などを昇降することなし
に、棹体すなわち回転砥石の高さを管の種類に応じて調
節することができ、また棹体の基端部と先端側とをそれ
ぞれ個別に昇降することができ、特に棹体の先端側を独
自に昇降することができるため、回転砥石を高さ方向に
正確に位置決めすることができる。しかも、トップガイ
ドの位置において棹体の管軸心と直角な水平方向の位置
を調節可能な手段を設けたため、回転砥石の位置を管底
部などの管の横断面内における所定の研削位置に調節す
ることができ、したがって、このような位置の調節を行
わずに研削位置に管軸心と直角な水平方向のずれが生じ
た場合には、管の横断面形状が円形であるために、研削
圧力発生手段から棹体に付与される押圧力の方向と実際
に回転砥石が管の内面を押圧すべき方向とが相違して、
所要の研削圧力を付与することができなくなるのに反し
て、回転砥石が管の内面を押圧すべき方向を研削圧力発
生手段から棹体に付与される押圧力の方向に対応させる
ことができ、このため回転砥石に確実に所要の研削圧力
を付与することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の管内面の中摺装置の要部の
構成図である。

【図２】同装置を稼働させたときの供給圧力の変化の様
子を示す図である。

【図３】同装置の全体正面図である。

【図４】図３における台車まわりの拡大詳細図である。

【図５】図４の台車まわりの側面図である。

【図６】図３におけるトップガイドまわりの拡大詳細図
である。

【図７】図６のトップガイドまわりの側面図である。

【図８】図３における管支持装置の拡大側面図である。

【図９】本発明の装置により実施すべき管内面の中摺作
業を説明する正面図である。

【図10】図８に示した部分の側面図である。

【符号の説明】

１ 管 ４ 棹体 ５ 回転砥石 15 台車 31 トップガイド 50 ローラベアリング 51 シリンダ装置 61 レシーバタンク 63 エア供給源 67 制御装置

フロントページの続き (72)発明者 福崎 一之助 兵庫県尼崎市大浜町２丁目26番地 株式 会社クボタ武庫川製造所内 (72)発明者 原 均 兵庫県尼崎市大浜町２丁目26番地 株式 会社クボタ武庫川製造所内 (56)参考文献 特開 昭54−28089（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−212451（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−2654（ＪＰ，Ａ) 特開 昭50−74290（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 水平方向に支持された管の内面を、この
   管の内部に挿入される棹体の先端に設けられた回転砥石
   によって研削するための中摺装置であって、管の軸心の
   方向に移動可能な台車上において前記棹体の基端部を昇
   降可能に支持する手段と、前記台車と管との間の位置
   で、前記棹体の先端側を前記基端部とは独立して昇降可
   能かつ摺動自在に支持するトップガイドと、このトップ
   ガイドに設けられて前記棹体を押圧することで、前記回
   転砥石に研削圧力を発生させる手段と、前記棹体の長さ
   方向におけるこの棹体への前記研削圧力発生手段の作用
   位置に応じて、前記研削圧力発生手段による棹体への押
   圧力を制御する手段と、前記トップガイドの位置におい
   て前記棹体の管軸心と直角な水平方向の位置を調節可能
   な手段とを有することを特徴とする管内面の中摺装置。